Construction on problematic soils is challenging owing to the potential of volume changes due to variation of moisture content. Lime stabilisation can be used to treat problematic soils. The main drawbacks of lime addition to the clayey soils are the need for lengthy curing periods and relatively large quantities of lime for significant improvement and also loss in ductility. Using eco-friendly agricultural and industrial wastes, that can partially be substituted by the material responsible for greenhouse gases such as lime, can overcome these drawbacks and decrease global warming. In the current study, variables controlling the unconfined compressive strength of lime treated clay with a focus on assessing the effects of moisture content were investigated. Furthermore, the effects of adding agricultural waste (Dried Athel Leaves (DAL)) and industrial waste (Silica Fume (SF)) on hydromechanical properties of lime treated clay were assessed. The performance of the treated mixtures was examined based on results attained from unconfined compressive strength, swelling pressure and permeability. Specimens were treated with deferent percentages of lime and cured at different periods and temperatures to observe the strength behaviour. In oedometer tests, the specimens were prepared and tested immediately after compaction. The failure patterns were also studied to better understand the ultimate behaviour of lime stabilised clays. The appearance and presence of cementitious products were identified by using the scanning electron microscope and energy dispersive X-ray spectrometer techniques to elucidate their strength development. The findings indicated that the effect of moisture content is controlled by the clay content and unit weight. The addition of 7% lime to clay caused a remarkable increase in the unconfined compressive strength by 363%. The incorporation of 2% DAL and 5% SF within lime treated clay further increased the strength by 6% and 33% respectively after curing of 28 days at 20 °c in comparison with those attained by lime treatment only. The improvement of the strength of the lime­ treated clay augmented with both wastes continued in long term. Temperature and lime content have positive effects on the improvement of strength, however, increasing lime content to 11% negatively affected the strength of lime treated specimens with 2% DAL. The formation of cementitious products was observed in SEM images and detected quantitatively through EDS analysis. The results of the recorded oedometric tests for lime-DAL and lime-SF mixtures revealed that incorporation of the 2% DAL and 5% SF reduced the clay swelling pressures by 25% and 10% compared to that attained by lime treatment only resulting in total reductions of 93.6% and 68% from that recorded on untreated clay. In addition, the impermeable clay transformed into permeable material by adding DAL and SF. Of the two types of wastes considered in this research, DAL demonstrated more superior improving capability. A further study was conducted to develop ANN model based on collated laboratory data for the prediction of the UCS values of lime treated soils. The promising outcomes of this research suggest that the drawbacks of lime stabilisation can be overcome by the addition of agricultural and industrial wastes. Consequently, the findings attained could be considered in future practice standards with regards to the requirement of lime stabilisation. / Ministry of Higher Education and Scientific Research in Libya

Fly ash is a waste product from thermal power plants where pulverised coal is used for the generation of electricity. Fly ash is being utilised in the blended cements, additive for concrete and manufacturing of concrete blocks and bricks. Fly ash-lime-gypsum bricks are being manufactured and marketed throughout the country. The literature review on fly ash-lime-gypsum (FALG) mixtures as intended to manufacture bricks or blocks for masonry applications indicates several gaps in understanding the various aspects of the technology. The present thesis is an attempt to understand the behaviour of compacted stabilised fly ash mixtures for the manufacture of fly ash bricks and characteristics of masonry using such bricks. A brief introduction to the technology of compacted stabilised fly ash bricks for structural masonry is provided. Review of the literature on fly ash-lime and fly ash-lime-gypsum mixtures, and fly ash bricks is provided in chapter 1. Chapter 2 gives details of the experimental programme, properties of raw materials used in the experimental investigations, methods of preparing different types of specimens and their testing procedures. Chapter 3 deals with the strength and absorption characteristics of compacted stabilised fly ash mixtures in greater detail. The main focus of the investigations is on arriving at the optimum stabilizer-fly ash mixtures considering density, stabilizer-fly ash ratio, curing conditions, etc. as the variables. Therefore the parameters/variables considered in the investigation include: (a) density of the compacted fly ash mixture, (b) stabilizer-fly ash ratio, (c) curing duration (normal curing and steam curing) and (d) dosage of additives like gypsum. Some of the major conclusions of the investigations are (a) compressive strength of compacted stabilised fly ash mixtures is sensitive to dry density of the specimens and the strength increases with increase in density irrespective of stabiliser content and type of curing, (b) Optimum limefly ash ratio yielding maximum strength is 0.75, (c) addition of gypsum accelerates rate of strength gain for compacted fly ash-lime mixtures (d) for 28 days wet burlap curing optimum gypsum content yielding maximum strength is 2% and maximum compressive strength is achieved for lime contents in the range of 10 – 17%, (e) steam curing (at 80 °C for 24 hours) gives highest compressive strength for compacted fly ash-lime mixtures. Characteristics of compacted fly ash-lime, fly ash-lime-gypsum and fly ash-cement bricks and their masonry are presented in chapter 4. Compressive strength, elastic modulus, water absorption, initial rate of absorption, dimensional stability and durability of the bricks were examined. Compressive strength, flexure bond strength and stress strain relationship for the fly ash brick masonry using cement-lime mortar were evaluated. The investigations clearly show the possibility of producing bricks of good quality using compacted fly ash-lime gypsum mixtures. Wet compressive strengths of 8- 10 MPa was obtained for compacted fly ash-lime-gypsum bricks at the age of 28 days. Wet strength to dry strength ratio for these bricks is in the range of 0.55 – 0.67. Initial tangent modulus for the fly ash-lime-gypsum bricks in saturated condition is in the range of 8000 – 12000 MPa. There is a large scope for selecting optimum mix ratios of fly ash, sand, lime and other additives to obtain a specific designed strength for the brick. The thesis ends with Chapter 5 highlighting major conclusions of the investigations.

La chaufournerie constitue un secteur de production artisanale situé à l’interface entre le bâtiment et les arts du feu. Moyennant une approche pluridisciplinaire, un portrait de cet artisanat méconnu a été dressé. Au cours du second Moyen Âge, les techniques de fabrication de la chaux utilisées dans les régions de l’arc nord-occidental de la Méditerranée sont très diversifiées. Le milieu naturel influe beaucoup sur les techniques mises en œuvre, mais aussi sur les formes d’organisation de cet artisanat. En amont de la cuisson de la chaux, les chaufourniers mettent en œuvre des processus techniques complexes, destinés à récolter et à transformer les matériaux en vue de leur utilisation dans les fours. Ainsi, les pierres à chaux doivent être extraites, concassées puis chargées. En parallèle, le combustible est récolté puis préparé. Ce sont plusieurs chaînes opératoires qui sont mobilisées pour fabriquer la chaux. Cette multiplicité n’est pas seulement technique, et trouve une traduction sociale. En effet, si la conduite de la cuisson est nécessairement l’affaire d’artisans spécialistes, les autres étapes du processus technique peuvent être confiées à d’autres catégories d’ouvriers, qui, parfois, se chargent seulement d’une séquence de ce processus. Le savoir-faire des artisans apparaît comme le fruit de contraintes matérielles et techniques, mais aussi sociales. La chaufournerie occupe une place particulière dans la société et l’économie de la fin du Moyen Âge. Malgré le caractère essentiel de la production de chaux pour alimenter certains secteurs d’activité, les chaufourniers, très minoritaires, n’occupent qu’une place secondaire dans la société. / Lime burning is a section of handmade production interfacing with construction and uses of fire. With pluridisciplinary approach, a statement of this unwell known craft was exposed. During the second Middle Age, making lime technics used in the Mediterranean north-occidental areas are plural. Natural environment makes a great influence on the used technics and also on the ways to organize this craft. Before cooking the lime, lime burners are using intricated technic process in collecting and transforming materials for kilns use. The limestone must be extracted, crushed then charged up. Several “chaînes opératoires” are involved in making the lime. This multiplicity is not only a technic one but a social translation also. If the cooking section is indeed leaded by professionals handworkers, other technic sections can be consigned by other kind of workers even sometimes for just only one section. The handworkers expertise appears to be resulting material and technic restraints, but also social ones. Lime burning hold a special position in both society and economy in the end of the Middle Age. Despite the essential use of lime production in some particular industry, lime burners – not numerous - are only holding a secondary position in the medieval society

Esta dissertação poderia ser dividida em duas partes, sem que houvesse prejuízo para o seu entedimento: uma tratando do topázio natural (Al IND.2 SiO IND.4[F, OH] IND.2) e outra, a respeito dos vidros silicatos tipo soda-lime (SiO IND.2+CaO+Na IND.2 O). Em ambas se procura contribuir para o estudo de defeitos com algumas técnicas experimentais, mais enfaticamente as correntes de despolarização termicamente estimuladas (CDTE). Com relação ao topázio, há diversos estudos tratando de sua termoluminescência (TL) e de possíveis aplicações no que tange ao seu emprego como dosímetro termoluminescente. Procuramos complementar esses resultados com medidas de CDTE, técnica que ainda não havia sido utilizada para este material. Localizamos no topázio três bandas de CDTE, porém os resultados não são conclusivos no que se refere às origens dessas bandas. Em parte porque temos consciência de que os resultados variam bastante quando se estudam amostras naturais, com composições que variam dentro de um mesmo pedaço de cristal. No que diz respeito aos vidros soda-lime, o estudo foi mais abrangente. Há várias trabalhos no sentido de se conhecer melhor os efeitos causados pela irradiação de vidros silicatos. Acredita-se que o sódio desempenhe um papel fundamental nas principais mudanças processadas nesse material após irradiação gama. Assim, este estudo procurou comparar os resultados de TL e CDTE, além de absorção óptica, de vidros soda-lime com diferentes concentrações de Na POT.+ e K POT.+. Ao que tudo indica os processos responsáveis pela TL e CDTE dependem da relação entre as concentrações desses íons. Verificaram-se também variações com a taxa de dose, e os efeitos de tratamentos térmicos para situações onde um ou outro íon prevalece. / This work could be split in two different parts without impairment understanding. One of them, on natural topaz (Al2SiOdF,OH] 2) and the other on soda-lime silicate (SLS) glasses (Si02 + CaO + Na20) . In both of them we intend to contribute with more information on their defect composition, using some experimental techniques, especially the so called thermally stimulated depolarization currents (TSDC) . There are many surveys on topaz thermoluminescence (TL) and the possibility of its use as a TL dosimeter. So, one of the purposes of this study was to make a contribution with a technique not used so far with such material. We have detected three TSDC peaks. The results are not conclusive about the origin of those peaks, in part because we are dealing with a natural material whose composition can vary even within the same piece of crystal. As the SLS glasses, the study was more comprehensive. There are plenty of papers on irradiation effects in silicate glasses and attempts to understand the mechanisms responsible for them. It is believed that sodium plays a fundamental role in the main modifications caused by gamma irradiation of these glasses. In addition, this study attempts to compare the TL and TSDC results in SLS glasses with different concentrations of Na+ and K+. From our observations, the processes responsible for both TL and TSCD peaks depend on the relative concentrations of those ions. Furthermore, variations on the signals were also noticed; depending on the irradiation rate and on the thermal treatments performed, in samples where one or another ion prevails.

A grande questão de alinhavar progresso, crescimento, infraestrutura, demandas, consumo com sustentabilidade em um mundo com crescimento populacional exponencial ainda é um grande desafio para todos. Neste sentido, o desenvolvimento e utilização de novas técnicas e materiais que tenham a preocupação com a questão ambiental podem contribuir para um desenvolvimento mais sustentável nos processos construtivos. Sendo assim, o reaproveitamento de resíduos tornou-se uma alternativa eficaz para o desenvolvimento da sustentabilidade na indústria da construção. Dentre diversos resíduos gerados existem dois com grande potencial de aplicação na construção civil, sendo eles a cinza volante gerada em termelétricas e a cal de carbureto gerada na produção do gás acetileno que combinados geram ligantes. Entretanto, as reações pozolânicas responsáveis pela cimentação são notoriamente lentas o que em muitos casos inviabiliza o seu uso na construção civil. Portanto, a utilização de aceleradores que promovam um melhor comportamento mecânico em um menor período de cura deve ser avaliada. Outra importante questão se refere à possível presença de elementos-traços de metais pesados na cinza volante e na cal de carbureto que devem ser investigados quando utilizamos resíduos como matéria prima. Neste sentido, diversos ensaios de resistência à compressão simples, durabilidade por molhagem e secagem e lixiviação em coluna foram conduzidos. Resultados demonstraram que a utilização de NaCl promove melhoria no comportamento mecânico nas misturas de cinza-cal em menor período de cura devido ao incremento na formação de componentes hidratados, podendo ser considerado um acelerador. As variações do teor de cal, tempo de cura, NaCl, porosidade e temperatura de cura alteraram significativamente o comportamento da RCS e durabilidade. Foi possível a aplicação de relação entre porosidade e teor de cal (ajustada) na previsão da resistência e durabilidade da cinza estabilizada com cal. Com relação aos elementos traços, a cinza volante apresentou concentrações de arsênio (As), cromo (Cr) e selênio (Se) solubilizáveis em água acima dos limites para água potável, entretanto a estabilização da cinza com a cal e adição de NaCl diminuíram a concentração de metais pesados no extrato lixiviado no ensaio em coluna. / The big issue of tackling progress, growth, infrastructure, demands, and consumption with sustainability in a world with exponential population growth is still a great challenge for everyone. In this sense, the development and use of new techniques and materials that are concerned with the environmental issue can contribute to a more sustainable development in the construction processes. In this sense, waste reuse has become an effective alternative for the development of sustainability in the construction industry. Among several residues generated there are two with great potential of application in the civil construction, fly ash generated in thermoelectric and carbide lime generated in the production of the acetylene gas that combined generate binders. Therefore, the use of accelerators to facilitate a better mechanical behavior in a shorter curing period should be evaluated. Another important issue relates to the possible presence of heavy metals, trace elements, in fly ash and carbide lime, which should be investigated when using waste as raw material. In this sense, several tests of unconfined compressive strength, durability by wetting and drying and column leaching were conducted. Results showed that the use of NaCl promotes improvement in mechanical behavior in the fly ash-carbide lime mixtures in a shorter curing period due to the higher formation of hydrated components, which could be considered an accelerator for pozzolanic reactions. The variation of lime content, curing time, sodium chloride, porosity and curing temperature significantly altered the behavior of unconfined compression strength and durability. It was possible to apply a relationship between porosity and lime content (adjusted) in the prediction of the strength and durability of lime stabilized ash. Regarding trace elements, fly ash had concentrations of arsenic (As), chromium (Cr) and selenium (Se) that can be soluble in water above the limits for drinking water, however stabilization of fly ash with carbide lime and addition of NaCl decreased concentration of heavy metals in the column leaching test.

This research advances the current understanding of the carbonation reaction in porous materials by investigating pH changes during the hardening process of lime, the role of pore-water in the dissolution process of calcium hydroxide and the effects of pore size on precipitation of calcium carbonate solid phases. To achieve this, carbonation is studied within a thin film of an aqueous solution of calcium hydroxide, that simulates the conditions existing in porous media once most of the liquid water has evaporated. The research introduces novel approaches such as the use of specially manufactured micro-electrodes used to measure pH variations during the carbonation process. The effect of pore size on the solid phases precipitated by carbonation is investigated using a novel lime based material called nano-lime. Influence of pore-water on the hardening process of lime is studied in formulated lime using impedance spectroscopy: an electrochemical technique which is new in the study of lime based materials. Overall, results demonstrate that the micro-electrodes can operate reliably in very alkaline environments such as those produced by the dissolution of lime. Their potentiometric response, in fact, was found to be Nernstian up to pH 14. Furthermore, the electrode response proved to be sufficiently sensitive and reproducible to differentiate, on the basis of pH, between the formation of calcite and vaterite. It is likely that these micro-electrodes are currently the only analytical tools capable of monitoring high pHs in confined places and, for this reason, they can be considered highly valuable for the study of chemical processes involving very alkaline waters. The study on the role of pore-water in the hardening process of formulated lime has, instead, demonstrated the potential of impedance spectroscopy as a non-destructive technique for real time in situ monitoring of the reaction between lime and hydraulic additives.

Assunto cada vez mais em pauta nos foros nacionais e internacionais e nas comunidades ao redor do mundo, a questão ambiental tem sido a grande responsável pela geração de produtos novos. A construção de obras de infraestrutura é um dos maiores consumidores de recursos naturais, gerando uma enorme quantidade de resíduos, acaba também por ser um setor causador do impacto ambiental. Tais resíduos, se descartados de maneira incorreta geram problemas ambientais, em contraponto o descarte em aterros sanitários tem um custo bastante elevado. Partindo dessas premissas, buscar a utilização de resíduos como matéria prima para a indústria da construção de obras de infraestrutura é o objetivo global desta pesquisa, visando benefícios ambientais e econômicos. Para tal, foram utilizados a cinza volante, obtida através da queima do carvão nas termelétricas e rica em sílica e alumina e a cal de carbureto, oriunda da produção do gás acetileno e que possui grande quantidade de óxido de cálcio. Através de ensaios de laboratório, busca-se nesta pesquisa avaliar a influência da quantidade de cal e da porosidade, isoladamente, na durabilidade, resistência à tração e resistência à compressão e a relação resistência à tração/resistência à compressão, objetiva-se ainda avaliar a utilização do parâmetro porosidade/teor volumétrico de cal na estimativa de resistência e verificar a existência de uma relação única para este parâmetro versus a perda de massa acumulada/número de ciclos. Para isto, foram escolhidos os pesos específicos aparentes secos de 10,6, 11,6 e 12,6 kN/m³ com os respectivos teores de umidade de 36,6%, 31,3% e 25 %, sendo os teores de cal de carbureto adotados de 5, 8 e 11%. Todas as amostras foram curadas por um período de 28 dias em câmara úmida a 23°C. Os resultados apontam que o incremento da quantidade de cal e do peso específico aparente seco provocam aumentos na resistência à tração por compressão diametral, na resistência à compressão simples e na durabilidade da mistura. A utilização de um expoente como ajuste para a relação porosidade/teor volumétrico de cal [η/( ) , ] apresentou-se adequada para a formulação de equações para a previsão da resistência do material cimentado e para a estimativa da perda de massa acumulada/número de ciclos. Além disso, a existência de relações únicas para o controle da resistência à tração na compressão diametral e da resistência à compressão simples em função da porosidade e teor volumétrico de cal mostraram-se úteis para as formulações de dosagem. / The environmental issue is increasingly been responsible for the generation of new products. Infrastructure construction is one of the largest consumers of natural resources. Looking for the use of industrial residues as material for the construction industry is the overall objective of this research, aiming at environmental and economic benefits. For this, present study has used fly ash (obtained by burning coal in thermoelectric power plants) and carbide lime (originated from the production of acetylene gas) to fabricate a novel material. Through laboratory tests, one aim in this research was to evaluate the influence of the amount of lime and porosity of the blend on durability, splitting tensile strength and unconfined compressive strength, as well as on tensile/compressive ratio. Another objective was to further evaluate the use of the porosity/lime index in the estimation of strength and checking for a unique relationship for this parameter versus accumulated loss of mass/number of cycles. For such study were chosen dry unit weights of 10.6 kN/m³, 11.6 kN/m³ and 12.6 kN/m³ with the respective moisture contents of 36.6%, 31.3% and 25.0% and carbide lime contents of 5%, 8% and 11%. All samples were cured for a period 28 days in a moist chamber at 23°C. The results show that increasing dry unit weight and the amount of carbide lime cause increases in durability and splitting tensile and unconfined compressive strength of the studied blends. The use of an exponent as an adjustment to the porosity/lime index [η/( ) . ] showed to be appropriate for formulating equations for predicting the strength of cemented material and to estimate the accumulated loss of mass/number of cycles. Furthermore, the existence of unique relationships for the control of splitting tensile tests and unconfined compression strength as a function of porosity and volumetric lime content proved useful for the dosage formulations.

Esta dissertação poderia ser dividida em duas partes, sem que houvesse prejuízo para o seu entedimento: uma tratando do topázio natural (Al IND.2 SiO IND.4[F, OH] IND.2) e outra, a respeito dos vidros silicatos tipo soda-lime (SiO IND.2+CaO+Na IND.2 O). Em ambas se procura contribuir para o estudo de defeitos com algumas técnicas experimentais, mais enfaticamente as correntes de despolarização termicamente estimuladas (CDTE). Com relação ao topázio, há diversos estudos tratando de sua termoluminescência (TL) e de possíveis aplicações no que tange ao seu emprego como dosímetro termoluminescente. Procuramos complementar esses resultados com medidas de CDTE, técnica que ainda não havia sido utilizada para este material. Localizamos no topázio três bandas de CDTE, porém os resultados não são conclusivos no que se refere às origens dessas bandas. Em parte porque temos consciência de que os resultados variam bastante quando se estudam amostras naturais, com composições que variam dentro de um mesmo pedaço de cristal. No que diz respeito aos vidros soda-lime, o estudo foi mais abrangente. Há várias trabalhos no sentido de se conhecer melhor os efeitos causados pela irradiação de vidros silicatos. Acredita-se que o sódio desempenhe um papel fundamental nas principais mudanças processadas nesse material após irradiação gama. Assim, este estudo procurou comparar os resultados de TL e CDTE, além de absorção óptica, de vidros soda-lime com diferentes concentrações de Na POT.+ e K POT.+. Ao que tudo indica os processos responsáveis pela TL e CDTE dependem da relação entre as concentrações desses íons. Verificaram-se também variações com a taxa de dose, e os efeitos de tratamentos térmicos para situações onde um ou outro íon prevalece. / This work could be split in two different parts without impairment understanding. One of them, on natural topaz (Al2SiOdF,OH] 2) and the other on soda-lime silicate (SLS) glasses (Si02 + CaO + Na20) . In both of them we intend to contribute with more information on their defect composition, using some experimental techniques, especially the so called thermally stimulated depolarization currents (TSDC) . There are many surveys on topaz thermoluminescence (TL) and the possibility of its use as a TL dosimeter. So, one of the purposes of this study was to make a contribution with a technique not used so far with such material. We have detected three TSDC peaks. The results are not conclusive about the origin of those peaks, in part because we are dealing with a natural material whose composition can vary even within the same piece of crystal. As the SLS glasses, the study was more comprehensive. There are plenty of papers on irradiation effects in silicate glasses and attempts to understand the mechanisms responsible for them. It is believed that sodium plays a fundamental role in the main modifications caused by gamma irradiation of these glasses. In addition, this study attempts to compare the TL and TSDC results in SLS glasses with different concentrations of Na+ and K+. From our observations, the processes responsible for both TL and TSCD peaks depend on the relative concentrations of those ions. Furthermore, variations on the signals were also noticed; depending on the irradiation rate and on the thermal treatments performed, in samples where one or another ion prevails.

Argilas dispersivas, também conhecidas como solos altamente erosivos, são dispersas na presença de água relativamente pura, tal como a causada por precipitações. Esse fenômeno é gerado pela ação que à água intersticial presente no solo ter uma maior concentração de cátions do que a água pura de chuva. A adição de cal nestes solos, é uma técnica de melhoramento das características físicas nas argilas dispersivas, assim também como suas propriedades mecânicas. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a influência isolada de cada variável; quantidade de cal, porosidade e tempo de cura, sobre a resistência não confinada de um solo dispersivo tratado com cal e permitir avaliação da transformação para um estado não-dispersivo. Esta dissertação visa a compreensão dos parâmetros-chave da mistura de argila dispersiva com adição de cal para o controle das resistências à compressão simples (qu) e de tração (qt). Assim, mostra-se que a relação vazios/cal é um parâmetro adequado para avaliar estas resistências não confinadas. Em consequência, verificou-se uma única relação qt=qu igual a 0,136, sendo independente da relação vazios/cal e o tempo de cura. Além disso, verificou-se que a metodologia para previsão de Envoltórias de Mohr-Coulomb é adequada para a determinação dos parâmetros de resistência. Finalmente, desde um enfoque ambiental através da ferramenta de avaliação do ciclo de vida (ACV) foram avaliadas todas as misturas em função ao custo energético envolvido (energia incorporada). Esta avaliação foi realizada através de um comparativo em Mega Joules por metro cúbico de mistura [MJ=m3]. / Argilas dispersivas, também conhecidas como solos altamente erosivos, são dispersas na presença de água relativamente pura, tal como a causada por precipitações. Esse fenômeno é gerado pela ação que à água intersticial presente no solo ter uma maior concentração de cátions do que a água pura de chuva. A adição de cal nestes solos, é uma técnica de melhoramento das características físicas nas argilas dispersivas, assim também como suas propriedades mecânicas. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a influência isolada de cada variável; quantidade de cal, porosidade e tempo de cura, sobre a resistência não confinada de um solo dispersivo tratado com cal e permitir avaliação da transformação para um estado não-dispersivo. Esta dissertação visa a compreensão dos parâmetros-chave da mistura de argila dispersiva com adição de cal para o controle das resistências à compressão simples (qu) e de tração (qt). Assim, mostra-se que a relação vazios/cal é um parâmetro adequado para avaliar estas resistências não confinadas. Em consequência, verificou-se uma única relação qt=qu igual a 0,136, sendo independente da relação vazios/cal e o tempo de cura. Além disso, verificou-se que a metodologia para previsão de Envoltórias de Mohr-Coulomb é adequada para a determinação dos parâmetros de resistência. Finalmente, desde um enfoque ambiental através da ferramenta de avaliação do ciclo de vida (ACV) foram avaliadas todas as misturas em função ao custo energético envolvido (energia incorporada). Esta avaliação foi realizada através de um comparativo em Mega Joules por metro cúbico de mistura [MJ=m3].

Assunto cada vez mais em pauta nos foros nacionais e internacionais e nas comunidades ao redor do mundo, a questão ambiental tem sido a grande responsável pela geração de produtos novos. A construção de obras de infraestrutura é um dos maiores consumidores de recursos naturais, gerando uma enorme quantidade de resíduos, acaba também por ser um setor causador do impacto ambiental. Tais resíduos, se descartados de maneira incorreta geram problemas ambientais, em contraponto o descarte em aterros sanitários tem um custo bastante elevado. Partindo dessas premissas, buscar a utilização de resíduos como matéria prima para a indústria da construção de obras de infraestrutura é o objetivo global desta pesquisa, visando benefícios ambientais e econômicos. Para tal, foram utilizados a cinza volante, obtida através da queima do carvão nas termelétricas e rica em sílica e alumina e a cal de carbureto, oriunda da produção do gás acetileno e que possui grande quantidade de óxido de cálcio. Através de ensaios de laboratório, busca-se nesta pesquisa avaliar a influência da quantidade de cal e da porosidade, isoladamente, na durabilidade, resistência à tração e resistência à compressão e a relação resistência à tração/resistência à compressão, objetiva-se ainda avaliar a utilização do parâmetro porosidade/teor volumétrico de cal na estimativa de resistência e verificar a existência de uma relação única para este parâmetro versus a perda de massa acumulada/número de ciclos. Para isto, foram escolhidos os pesos específicos aparentes secos de 10,6, 11,6 e 12,6 kN/m³ com os respectivos teores de umidade de 36,6%, 31,3% e 25 %, sendo os teores de cal de carbureto adotados de 5, 8 e 11%. Todas as amostras foram curadas por um período de 28 dias em câmara úmida a 23°C. Os resultados apontam que o incremento da quantidade de cal e do peso específico aparente seco provocam aumentos na resistência à tração por compressão diametral, na resistência à compressão simples e na durabilidade da mistura. A utilização de um expoente como ajuste para a relação porosidade/teor volumétrico de cal [η/( ) , ] apresentou-se adequada para a formulação de equações para a previsão da resistência do material cimentado e para a estimativa da perda de massa acumulada/número de ciclos. Além disso, a existência de relações únicas para o controle da resistência à tração na compressão diametral e da resistência à compressão simples em função da porosidade e teor volumétrico de cal mostraram-se úteis para as formulações de dosagem. / The environmental issue is increasingly been responsible for the generation of new products. Infrastructure construction is one of the largest consumers of natural resources. Looking for the use of industrial residues as material for the construction industry is the overall objective of this research, aiming at environmental and economic benefits. For this, present study has used fly ash (obtained by burning coal in thermoelectric power plants) and carbide lime (originated from the production of acetylene gas) to fabricate a novel material. Through laboratory tests, one aim in this research was to evaluate the influence of the amount of lime and porosity of the blend on durability, splitting tensile strength and unconfined compressive strength, as well as on tensile/compressive ratio. Another objective was to further evaluate the use of the porosity/lime index in the estimation of strength and checking for a unique relationship for this parameter versus accumulated loss of mass/number of cycles. For such study were chosen dry unit weights of 10.6 kN/m³, 11.6 kN/m³ and 12.6 kN/m³ with the respective moisture contents of 36.6%, 31.3% and 25.0% and carbide lime contents of 5%, 8% and 11%. All samples were cured for a period 28 days in a moist chamber at 23°C. The results show that increasing dry unit weight and the amount of carbide lime cause increases in durability and splitting tensile and unconfined compressive strength of the studied blends. The use of an exponent as an adjustment to the porosity/lime index [η/( ) . ] showed to be appropriate for formulating equations for predicting the strength of cemented material and to estimate the accumulated loss of mass/number of cycles. Furthermore, the existence of unique relationships for the control of splitting tensile tests and unconfined compression strength as a function of porosity and volumetric lime content proved useful for the dosage formulations.